(57)【要約】【課題】  エンジンふかしをしても、圧縮機の加熱を防止する。【解決手段】  圧縮機１は、エンジン７の駆動力が電磁クラッチ９を介して伝達されることにより作動して、冷媒を吐出する。制御部１１Ａは、エンジン回転数Ｎｅが０であるときに停車時であると判定し、この停車時にエンジン回転数Ｎｅと外気温度Ｔｏを取り込む。エンジン回転数Ｎｅが異常回転であるときには、この異常回転継続時間と、Ｎｅ及びＴｏに合わせて設定した限界運転時間とを比較し、異常回転継続時間が限界運転時間を越えると、電磁クラッチ９をＯＦＦにする。このため、エンジンふかしによりエンジン回転数が一定時間異常回転したときには、圧縮機１の駆動が停止され圧縮機１が保護される。【選択図】        図１
2005343235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより駆動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記車両用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
車両が停車しているかどうかを検出する車両停車検出手段と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
エンジン回転数の回転数範囲が異なる複数の回転数領域をパラメータとし、各回転数領域には、エンジン回転数が高いほど時間が短くなる限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップが記憶されており、
前記車両停車検出手段により車両が停止していることが検出された際に、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、前記限界運転時間制御マップに記憶している何れかの回転数領域に入った場合には、その回転数領域の限界運転時間を取り出し、エンジン回転数が当該回転数領域に継続して入っている時間が、取り出した限界運転時間を越えると、前記クラッチを開放することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより駆動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記車両用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
車両が停車しているかどうかを検出する車両停車検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
エンジン回転数の回転数範囲が異なる複数の回転数領域と、外気温度の温度範囲が異なる複数の温度領域をパラメータとし、各回転数領域と各温度領域とを組み合わせた制御領域には、エンジン回転数が高いほど且つ外気温度が高くなるほど時間が短くなる限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップが記憶されており、
前記車両停車検出手段により車両が停止していることが検出された際に、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数と、前記外気温度検出手段により検出された外気温度とを組み合わせたものが、前記限界運転時間制御マップに記憶している何れかの制御領域に入った場合には、その制御領域の限界運転時間を取り出し、エンジン回転数が当該制御領域に継続して入っている時間が、取り出した限界運転時間を越えると、前記クラッチを開放することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記車両停車検出手段は、車速センサまたはギアポジションセンサであることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置に関し、停車時に「エンジンふかし」をしても、圧縮機から吐出される冷媒の温度が過熱しないように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内環境を快適にするため、車両用空調装置が備えられている。ここで、図５を参照して、車両用空調装置の従来の構成システムを説明する。
【０００３】
図５に示すように、車両用空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、膨張弁４、蒸発器５、及びこれら機器を連結する冷媒配管６により構成されている。この冷凍サイクルでは、圧縮機１により圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは、凝縮器２に送られ、外気Ａ１により冷却・凝縮されて冷媒液となる。冷媒液は、膨張弁４にて断熱膨張し、蒸発器５にて蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、蒸発器５に接触する導入空気Ａ２を冷却した後、圧縮機１に戻される。
【０００４】
圧縮機１の駆動源は、車両走行用のエンジン７である。つまりエンジン７の駆動力が、ベルト８及び電磁クラッチ９を介して、圧縮機１に伝達されて、圧縮機１が駆動するようになっている。したがって、エンジン７が停止時には圧縮機１は作動せず、また、エンジン７が作動中では、電磁クラッチ９がＯＮ（接続）状態のときに圧縮機１が作動し、電磁クラッチ９がＯＦＦ（開放）状態のときには圧縮機１は作動しない。
【０００５】
一方、圧縮機１から吐出される冷媒の温度は、吐出温度スイッチ（吐出温度サーモ）１０により検出される。吐出される冷媒温度（吐出温度Ｔｄ）が、設定吐出温度（例えば１４０°Ｃ）を越えると、吐出温度スイッチ１０がＯＦＦ状態となる。このように吐出温度Ｔｄが設定吐出温度を越えたことを吐出温度スイッチ１０が検出したら、バイメタル反転により、電磁クラッチ９がＯＦＦとされ、吐出温度が設定吐出温度以下であるときには、バイメタル復帰により、電磁クラック９がＯＮとされる。
なお、バイメタル式の吐出温度スイッチ１０の代わりに、吐出温度センサを用いて、制御部１１の制御により電磁クラッチをＯＮ、オフすることもある。
【０００６】
凝縮器２の冷媒を凝縮する外気Ａ１の温度は、外気温度センサ１２により検出される。検出された外気温度Ｔｏは、制御部１１に送られる。
また、導入空気Ａ２は、蒸発器５を通過してきて冷却空気となり、この冷却空気の温度は、冷却空気センサ（フロストサーモ）１３により検出される。検出された冷却空気温度Ｔｃは、制御部１１に送られる。
エンジン７の回転数は、エンジン回転数センサ１４により検出される。検出されたエンジン回転数Ｎｅは、制御部１１に送られる。
自動車の車速は、車速センサ１５により検出される。検出された車速Ｓｖは、制御部１１に送られる。
【０００７】
操作者（運転者など）は、空調操作部１６を操作することにより、空調温度等の指令を、制御部１１に送る。
なお、制御部１１等は、電源１７により給電される。
【０００８】
かかる従来の車両用空調装置では、例えば車両停車時に「エンジンふかし」をして圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｄが設定吐出温度以上になると、吐出温度スイッチ１０（又は吐出温度センサ）がこの状態を検出して、バイメタル反転（又は制御部１１）により電磁クラッチ９をＯＦＦにしていた。このように電磁クラッチ９をＯＦＦにすることにより、圧縮機1の作動が停止し、圧縮機1の過熱を防止して保護をしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３２７９６５
【特許文献２】特許第３０９２０８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の車両用空調装置では、冷媒の吐出温度が過熱することを防止するため、この冷媒温度を検出する温度検出素子（吐出温度スイッチ（１０）や吐出温度センサ）が必要であった。このように温度検出素子があるため、部品点数が多くなり、その分だけ信頼性の低下やコストアップを招来していた。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、冷媒温度を検出する温度検出素子を省略することができる、車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の構成は、
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより駆動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記車両用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
車両が停車しているかどうかを検出する車両停車検出手段と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
エンジン回転数の回転数範囲が異なる複数の回転数領域をパラメータとし、各回転数領域には、エンジン回転数が高いほど時間が短くなる限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップが記憶されており、
前記車両停車検出手段により車両が停止していることが検出された際に、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、前記限界運転時間制御マップに記憶している何れかの回転数領域に入った場合には、その回転数領域の限界運転時間を取り出し、エンジン回転数が当該回転数領域に継続して入っている時間が、取り出した限界運転時間を越えると、前記クラッチを開放することを特徴とする。
【００１３】
また本発明の構成は、
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより駆動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記車両用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
車両が停車しているかどうかを検出する車両停車検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
エンジン回転数の回転数範囲が異なる複数の回転数領域と、外気温度の温度範囲が異なる複数の温度領域をパラメータとし、各回転数領域と各温度領域とを組み合わせた制御領域には、エンジン回転数が高いほど且つ外気温度が高くなるほど時間が短くなる限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップが記憶されており、
前記車両停車検出手段により車両が停止していることが検出された際に、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数と、前記外気温度検出手段により検出された外気温度とを組み合わせたものが、前記限界運転時間制御マップに記憶している何れかの制御領域に入った場合には、その制御領域の限界運転時間を取り出し、エンジン回転数が当該制御領域に継続して入っている時間が、取り出した限界運転時間を越えると、前記クラッチを開放することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の構成は、
前記車両停車検出手段は、車速センサまたはギアポジションセンサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷媒温度を検出する温度検出素子（吐出温度スイッチや吐出温度センサ）が不要になるので、部品点数が削減される。このように部品点数が削減されるため、その分だけ信頼性が向上すると共に、コストの削減も図ることができる。
しかも既設装置の信号を転用しているため、容易に本発明を実現することができる。
また冷房性能を損なうことなく、特に、高い冷房性能が要求される高回転運転での抑制を最小限にとどめることができるので、車内空間の快適性を可能な限り維持しつつ圧縮機を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。なお、従来技術と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１に係る車両用空調装置を示す構成図である。実施例１では、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する温度検出素子（吐出温度スイッチや吐出温度センサ）は備えていない。また、制御部１１Ａは、後述する制御をすることにより、停車時における圧縮機１の異常運転を防止する。この制御部１１Ａには、メモリ２０とタイマー２１が内蔵されている。
なお、他の部分の構成は、図５に示す従来技術と同様である。
【００１８】
ここで、図２を参照して、エンジン回転数Ｎｅと限界運転時間Ｔｇとの関係を先に説明する。「限界運転時間」とは、エンジン７を「エンジンふかし」した際に、圧縮機１から吐出される冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）が限界温度（＝設定吐出温度：例えば１４０°Ｃ）になるまでの時間（エンジンふかしを開始してからの時間）をいう。またエンジン７のエンジン回転数Ｎｅは、圧縮機１の駆動回転数にプーリ径比倍だけ相似する。
【００１９】
図２において、特性αは外気温度センサ１２で検出した外気温度Ｔｏが３０°Ｃのときの特性、特性βは外気温度センサ１２で検出した外気温度Ｔｏが４０°Ｃのときの特性、特性γは外気温度センサ１２で検出した外気温度Ｔｏが５０°Ｃの時の特性である。
【００２０】
これらの特性α，β，γから分かるように、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、また、外気温度が高いほど、冷媒の吐出温度Ｔｄが、短時間で限界温度に達してしまうことが分かる。
なお外気温度センサ１２は、自動車のバンパーの近くに配置されているため、エンジンにより加熱された空気も流れ込んでくるため、一般的な自然界の空気温度よりも高くなっている場合がある。
【００２１】
制御部１１Ａのメモリ２０には、図２に示す特性に応じて、図３に示すような限界運転時間制御マップが記憶されている。この限界運転時間制御マップは、外気温度Ｔｏの温度範囲が異なる３つの温度領域と、エンジン回転数Ｎｅの回転数範囲が異なる３つの回転数領域をパラメータとして、３つの温度領域と３つの回転数領域の組み合わせてなる９つのパターン（制御領域）について、限界運転時間を設定したものである。
【００２２】
つまり、限界運転時間制御マップでは、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、また、外気温度Ｔｏが高いほど、時間が短くなる限界運転時間が設定されている。例えば、外気温度Ｔｏが３５°以下でエンジン回転数Ｎｅが１５００〜２５００ｒｐｍである場合には、限界運転時間として６５秒が設定されており、外気温度Ｔｏが４５°Ｃ以上でエンジン回転数が３３００ｒｐｍ以上である場合には、限界運転時間として８秒が設定されている。
【００２３】
ここで、制御部１１Ａを中心とした制御手法について、フロー図である図４参照しつつ説明する。
【００２４】
電磁クラッチ９がＯＮとなって圧縮機１が作動しているときに（ステップ１）、制御部１１Ａは、車速Ｓｖを読み込み（ステップ２）、車速Ｓｖが０であるかどうか（停車中であるかどうか）を判定する（ステップ３）。
【００２５】
車速Ｓｖが０でないとき（即ち走行時）には、タイマー２１をリセットする（ステップ４）。車速Ｓｖが０であるとき（即ち停車時）には、エンジン回転数Ｎｅを読み込むと共に外気温度Ｔｏを読み込む（ステップ５）。
【００２６】
次に、制御部１１Ａは、エンジン回転数Ｎｅを基に、正常なアイドル回転数であるかどうかを判定する。つまり、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ以上であるかどうかを判定する（ステップ６）。正常なアイドル回転数であるとき、即ち、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ未満であるときには、ステップ４に進みタイマー２１をリセットする。
【００２７】
一方、エンジン回転数Ｎｅが正常なアイドル回転数でないとき、即ち、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ以上であるときには、エンジン回転数Ｎｅが、１５００〜２５００ｒｐｍの回転数領域に入るか、２５００〜３３００ｒｐｍの回転数領域に入るか、３３００ｒｐｍ以上の回転数領域に入るかを判定する（ステップ７，８）。
【００２８】
［１５００ｒｐｍ≦Ｎｅ＜２５００ｒｐｍであるときの動作。］
制御部１１Ａは、まず、タイマー２１のタイマーカウントをスタートする（ステップ７−１）。
【００２９】
次に、限界運転時間Ｔｇを、メモリ２０に記憶した限界運転時間制御マップから取り出す。つまり、図３に示すように、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ以下であれば限界運転時間Ｔｇとして６５秒を採用し、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ〜４５°Ｃであれば限界運転時間Ｔｇとして４０秒を採用し、外気温度Ｔｏが４５°Ｃ以上であれば限界運転時間Ｔｇとして１５秒を採用する（ステップ７−２）。
【００３０】
そして、異常回転数（つまり、１５００ｒｐｍ≦Ｎｅ＜２５００ｒｐｍ）になっている継続時間（タイマーカウント時間）Ｔｆを読み込む（ステップ７−３）。
【００３１】
継続時間Ｔｆが、外気温度Ｔｏに応じて採用した上記限界運転時間Ｔｇ以上になったら（ステップ７−４）、制御部１１Ａは、電磁クラッチ９をＯＦＦにする（ステップ１０）。
【００３２】
このように電磁クラッチ９をＯＦＦすることにより、圧縮機１の作動が停止し、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｏは、限界温度を越えることがなくなり、圧縮機１の加熱を防止して保護することができる。かくして、停車時にエンジンふかしをしても、圧縮機吐出温度が異常に上昇するのを防止することができる。
【００３３】
［２５００ｒｐｍ≦Ｎｅ＜３３００ｒｐｍであるときの動作。］
制御部１１Ａは、まず、タイマー２１のタイマーカウントをスタートする（ステップ８−１）。
【００３４】
次に、限界運転時間Ｔｇを、メモリ２０に記憶した限界運転時間制御マップから取り出す。つまり、図３に示すように、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ以下であれば限界運転時間Ｔｇとして５５秒を採用し、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ〜４５°Ｃであれば限界運転時間Ｔｇとして３５秒を採用し、外気温度Ｔｏが４５°Ｃ以上であれば限界運転時間Ｔｇとして１２秒を採用する（ステップ８−２）。
【００３５】
そして、異常回転数（つまり、２５００ｒｐｍ≦Ｎｅ＜３３００ｒｐｍ）になっている継続時間（タイマーカウント時間）Ｔｆを読み込む（ステップ８−３）。
【００３６】
継続時間Ｔｆが、外気温度Ｔｏに応じて採用した上記限界運転時間Ｔｇ以上になったら（ステップ８−４）、制御部１１Ａは、電磁クラッチ９をＯＦＦにする（ステップ１０）。
【００３７】
このように電磁クラッチ９をＯＦＦすることにより、圧縮機１の作動が停止し、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｏは、限界温度を越えることがなくなり、圧縮機１の加熱を防止して保護することができる。かくして、停車時にエンジンふかしをしても、圧縮機吐出温度が異常に上昇するのを防止することができる。
【００３８】
［３３００ｒｐｍ≦Ｎｅであるときの動作。］
制御部１１Ａは、まず、タイマー２１のタイマーカウントをスタートする（ステップ９−１）。
【００３９】
次に、限界運転時間Ｔｇを、メモリ２０に記憶した限界運転時間制御マップから取り出す。つまり、図３に示すように、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ以下であれば限界運転時間Ｔｇとして４５秒を採用し、外気温度Ｔｏが３５°Ｃ〜４５°Ｃであれば限界運転時間Ｔｇとして３０秒を採用し、外気温度Ｔｏが４５°Ｃ以上であれば限界運転時間Ｔｇとして８秒を採用する（ステップ７−２）。
【００４０】
そして、異常回転数（つまり、３３００ｒｐｍ≦Ｎｅ）になっている継続時間（タイマーカウント時間）Ｔｆを読み込む（ステップ９−３）。
【００４１】
継続時間Ｔｆが、外気温度Ｔｏに応じて採用した上記限界運転時間Ｔｇ以上になったら（ステップ９−４）、制御部１１Ａは、電磁クラッチ９をＯＦＦにする（ステップ１０）。
【００４２】
このように電磁クラッチ９をＯＦＦすることにより、圧縮機１の作動が停止し、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｏは、限界温度を越えることがなくなり、圧縮機１の加熱を防止して保護することができる。かくして、停車時にエンジンふかしをしても、圧縮機吐出温度が異常に上昇するのを防止することができる。
【００４３】
上述したように、限界運転時間Ｔｇは、エンジン回転数Ｎｅ、外気温度Ｔｏの情報に応じて選択しているので、冷房性能を損なうことなく車内の快適性を可能な限り維持しつつ、圧縮機１を保護することができる。つまり、限界温度は、圧縮機１を保護しつつ冷房をなるべく停止しないで済むような、なるべく高い値に設定しているため、不必要に冷房が停止（圧縮機１）が停止することがないように設定している。
【００４４】
なおエンジン回転数範囲が途中でシフトした場合には、継続時間Ｔｆを補正処理する。
高回転数領域から低回転数領域にシフトした場合には、それまでカウントした継続時間Ｔｆに補正係数（１よりも大きい値）を掛けた継続時間として、低回転数領域でのタイマーカウントを、前記継続時間（補正係数を掛けた継続時間）から進める。逆に、低回転数領域から高回転数領域にシフトした場合には、それまでカウントした継続時間Ｔｆに補正係数（１よりも大きい値）を掛けた継続時間として、高回転数領域でのタイマーカウントを、前記継続時間から進める。
【００４５】
例えば、エンジン回転数領域が１５００〜２５００ｒｐｍであったものが、エンジン回転数領域が２５００〜３３００ｒｐｍに変動した場合には、それまでカウントした継続時間Ｔｆに補正係数（１よりも小さい値：例えば５５／６５）を掛けた継続時間として、２５００〜３３００ｒｐｍ領域でのタイマーカウントを進める。
【実施例２】
【００４６】
上述した実施例１では、車速センサ１５により検出した車速Ｓｖを基に、停車しているかどうかを判定したが、車速センサ１５の代わりに、ギアポジションを検出するギアポジションセンサを設け、ギアポジションセンサにより、ギアポジションがＮ（ニュートラル）またはＰ（パーキング）になっていることを検出したときに、停車していると判定して、実施例１と同様な制御をするようにしてもよい。
【実施例３】
【００４７】
上述した実施例１及び実施例２では、図３に示すように、複数の回転数領域と複数の温度領域とを組み合わせた複数の制御領域に、限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップを使用している。しかし、限界運転制御マップはこれに限らず、温度領域を持たずに、複数の回転数領域のみを有し、各回転数領域には、回転数が高くなるほど短くなる限界運転時間を設定した限界運転時間制御マップを使用することもできる。この場合には、外気温度センサの信号は不要になる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両用エンジンの出力により圧縮機を運転する車両用空調装置に利用することができ、エンジンふかしをしても、圧縮機を加熱から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る車両用空調装置を示す構成図。
【図２】エンジン回転数と限界運転時間との関係を示す特性図。
【図３】限界運転時間制御マップを示す表。
【図４】制御動作を示すフロー図。
【図５】従来の車両用空調装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  レシーバ
４  膨張弁
５  蒸発器
６  冷媒配管
７  車両用エンジン
８  ベルト
９  電磁クラッチ
１０  吐出温度スイッチ
１１，１１Ａ  制御部
１２  外気温度センサ
１３  冷却空気センサ
１４  エンジン回転数センサ
１５  車速センサ
１６  空調操作部
１７  電源
２０  メモリ
２１  タイマー
【図１】
2005343235.tif 000003
【図２】
2005343235.tif 000004
【図３】
2005343235.tif 000005
【図４】
2005343235.tif 000006
【図５】
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